國(guó)產(chǎn)SiC碳化硅襯底的突圍之戰(zhàn)

    2024年2月27日，由重投天科建設(shè)運(yùn)營(yíng)的第三代半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)園在寶安區(qū)正式啟用，此舉標(biāo)志著深圳乃至廣東省第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展邁入了新的階段。

    重投天科SiC基地啟用：

    發(fā)力在襯底和外延核心環(huán)節(jié)

    深圳市第三代半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)園是廣東省和深圳市重點(diǎn)項(xiàng)目、深圳全球招商大會(huì)重點(diǎn)簽約項(xiàng)目。項(xiàng)目總投資32.7億元，重點(diǎn)布局6英寸SiC單晶襯底和外延生產(chǎn)線，占地面積73650.81平方米，建筑面積179080.45平方米，建有研發(fā)辦公樓、綜合樓、襯底和外延生產(chǎn)廠房等建構(gòu)筑物和道路、管線、綠化等室外工程。

    項(xiàng)目于2021年11月開(kāi)工建設(shè)；2023年6月襯底產(chǎn)線正式進(jìn)入試運(yùn)行階段，并于12月滿產(chǎn)，超額完成年內(nèi)生產(chǎn)任務(wù)。今年2月27日正式揭牌啟用。

    深圳市重投天科半導(dǎo)體有限公司第三代半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)園

    襯底和外延是SiC產(chǎn)業(yè)鏈中的核心，兩者占成本比例高達(dá)70%，其中襯底更是占總成本接近50%。SiC襯底是產(chǎn)業(yè)鏈最關(guān)鍵也是最缺乏的一環(huán)，直接制約SiC應(yīng)用放量，全球都面臨著“缺襯底”的難題。這也是為何SiC器件廠商都與襯底廠商簽訂長(zhǎng)約，來(lái)確保供應(yīng)。當(dāng)前，全球約80%的SiC襯底產(chǎn)自美國(guó)，Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ、Rohm是全球排在前三位的襯底廠商。

    我國(guó)目前SiC襯底材料發(fā)展尚處于起步階段，產(chǎn)能不足、技術(shù)落后等問(wèn)題制約了SiC器件的發(fā)展。據(jù)方正證券測(cè)算，預(yù)計(jì)2026年全球SiC襯底有效產(chǎn)能為330萬(wàn)片，距同年629萬(wàn)片的襯底需求量仍有較大差距。

    該SiC生產(chǎn)基地的建設(shè)運(yùn)營(yíng)者是深圳市重投天科半導(dǎo)體有限公司（以下簡(jiǎn)稱“重投天科”），這家于2020年12月15日成立的企業(yè)。項(xiàng)目得到深圳市國(guó)資委和金融資本戰(zhàn)略入股加持，市場(chǎng)接受度高，資本撬動(dòng)效應(yīng)顯著。

    值得一提的是，重投天科幕后股東陣容強(qiáng)大。其中不僅有SiC襯底龍頭天科合達(dá)，還有下游的電池龍頭寧德時(shí)代。這無(wú)疑為重投天科提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持和市場(chǎng)拓展能力。據(jù)國(guó)際知名市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole報(bào)告顯示，天科合達(dá)2022年導(dǎo)電型SiC襯底營(yíng)收占全球總營(yíng)收的12.8%，較2021年大幅提升。該公司在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有率約為60%，位居中國(guó)首位。是2022年國(guó)內(nèi)市占率60%左右，全國(guó)第一的襯底企業(yè)。預(yù)計(jì)2023年天科合達(dá)在SiC單晶襯底行業(yè)位于全球排名第二，全國(guó)第一。

    以市場(chǎng)需求為牽引，此次重投天科的SiC基地啟用，將有效彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)6英寸碳化硅單晶襯底和外延產(chǎn)能缺口，逐步擺脫對(duì)進(jìn)口碳化硅材料依賴。據(jù)重投天科介紹，預(yù)計(jì)今年SiC襯底和外延產(chǎn)能達(dá)25萬(wàn)片。隨著該項(xiàng)目投產(chǎn)、滿產(chǎn)，將有效帶動(dòng)軌道交通、新能源汽車、分布式新能源、智能電網(wǎng)、高端電源、5G通訊、人工智能等重點(diǎn)領(lǐng)域的升級(jí)換代。

    國(guó)內(nèi)SiC項(xiàng)目建設(shè)，盛況空前

    近年來(lái)，隨著新能源汽車、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能等下游應(yīng)用領(lǐng)域的持續(xù)滲透，SiC作為半導(dǎo)體新材料在這些領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。Yole Intelligence在其2023年發(fā)布的功率SiC市場(chǎng)報(bào)告中預(yù)測(cè)，到2028年，全球功率SiC器件市場(chǎng)的規(guī)模將達(dá)到近90億美元，較2022年增長(zhǎng)約31%。SiC半導(dǎo)體的整體市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)出穩(wěn)步擴(kuò)大的趨勢(shì)。

    在眾多市場(chǎng)應(yīng)用中，新能源汽車以70%的市場(chǎng)份額占據(jù)了絕對(duì)主導(dǎo)地位，而當(dāng)下，中國(guó)已成為全球最大的新能源汽車生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)和出口國(guó)。據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》的報(bào)道，2023年以新能源汽車為引擎，中國(guó)汽車出口首次超過(guò)日本躍居世界首位。

面對(duì)火爆的市場(chǎng)行情，中國(guó)的SiC產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)關(guān)鍵的發(fā)展機(jī)遇。

    自2016年7月國(guó)務(wù)院發(fā)布“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃以來(lái)，第三代半導(dǎo)體芯片的發(fā)展便受到了政府的高度重視，并在不同地區(qū)獲得了積極響應(yīng)和大規(guī)模支持。到了2021年8月，工信部進(jìn)一步將第三代半導(dǎo)體列入“十四五”產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展規(guī)劃，進(jìn)一步為國(guó)產(chǎn)SiC市場(chǎng)的成長(zhǎng)注入了動(dòng)力。

圖源：云岫資本

    在市場(chǎng)和政策的雙輪驅(qū)動(dòng)下，國(guó)內(nèi)SiC產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目建設(shè)正如雨后春筍般迅速涌現(xiàn)，呈現(xiàn)出遍地開(kāi)花的局面。據(jù)我們不完全統(tǒng)計(jì)，截至到目前，至少在17個(gè)城市中都布局了SiC相關(guān)的建設(shè)項(xiàng)目。其中江蘇、上海、山東、浙江、廣東、湖南、福建等地已成為SiC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要聚集地。特別是隨著重投天科的新項(xiàng)目投入生產(chǎn)，將進(jìn)一步補(bǔ)強(qiáng)廣東乃至整個(gè)國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈。

從電路板起家，寶安區(qū)邁向半導(dǎo)體新高地

    在全球第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的大背景下，廣東聚力打造中國(guó)集成電力第三極，深圳更是率先提出第三代半導(dǎo)體“虛擬全產(chǎn)業(yè)鏈（VIDM）”發(fā)展模式。此次重投天科所在地—寶安—近年來(lái)半導(dǎo)體和集成電路產(chǎn)業(yè)加快擴(kuò)張，正在迅速崛起為深圳“芯版圖”中重要的一員。

    這點(diǎn)從寶安區(qū)的行業(yè)增加值就可見(jiàn)一斑。2023年寶安半導(dǎo)體與集成電路產(chǎn)業(yè)增加值接近200億元，約占全市的1/3，集群增加值、規(guī)上企業(yè)數(shù)量均為全市第一。

    寶安區(qū)在封裝測(cè)試與設(shè)備開(kāi)發(fā)、分立器件制造等環(huán)節(jié)已經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)集聚優(yōu)勢(shì)，形成了以景旺、明陽(yáng)、迅捷興科技、中富電路等上市企業(yè)為龍頭，以康源半導(dǎo)體、愛(ài)協(xié)生科技、容大感光、盛元半導(dǎo)體等國(guó)家級(jí)“專精特新”小巨人企業(yè)為支柱，以鵬鼎、勁拓自動(dòng)化、精誠(chéng)達(dá)電路單項(xiàng)冠軍企業(yè)為骨干的企業(yè)集群。去年，寶安半導(dǎo)體封測(cè)設(shè)備產(chǎn)業(yè)集群入選廣東省中小企業(yè)特色產(chǎn)業(yè)集群名單。

    20世紀(jì)80年代從電路板起家的寶安，如今正以強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，往IC產(chǎn)業(yè)更多領(lǐng)域延伸。去年，寶安出臺(tái)了《寶安區(qū)培育發(fā)展半導(dǎo)體與集成電路產(chǎn)業(yè)集群實(shí)施方案（2023—2025年）》，確定了三大目標(biāo)、“2+4”空間格局和六大方向。其中六大方向?yàn)橄冗M(jìn)制造、第三代半導(dǎo)體、先進(jìn)封測(cè)、材料裝備配套、高端芯片和分銷服務(wù)，預(yù)計(jì)到2025年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值突破1200億元。另外，寶安去年還出臺(tái)了《寶安區(qū)關(guān)于促進(jìn)半導(dǎo)體與集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干措施》。

    IC制造領(lǐng)域是寶安區(qū)力爭(zhēng)突破的方向。目前，寶安區(qū)已經(jīng)集聚了華潤(rùn)微12英寸、年產(chǎn)48萬(wàn)片功率芯片生產(chǎn)線、禮鼎高階半導(dǎo)體封裝載板項(xiàng)目等制造項(xiàng)目。與此同時(shí)，時(shí)創(chuàng)意存儲(chǔ)集成電路產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目（項(xiàng)目投產(chǎn)后預(yù)計(jì)年產(chǎn)值達(dá)25億元）、景旺電子IC載板項(xiàng)目當(dāng)前正在加快建設(shè)當(dāng)中。隨著重投天科產(chǎn)業(yè)園的啟用將助力深圳，串珠成鏈打通從“芯片設(shè)計(jì)-襯底外延材料-芯片制造-分立器件-封裝測(cè)試-裝備制造”全產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程。

    8英寸SiC襯底是重投天科的下一布局。盡管當(dāng)前市場(chǎng)上6英寸SiC襯底占據(jù)著主導(dǎo)地位，但出于降低成本的考量，行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)已逐漸在向8英寸轉(zhuǎn)變。根據(jù)GTAT公司預(yù)測(cè)，8英寸襯底比6英寸的成本降低20%-35%。目前，Wolfspeed、ST、Coherent、Soitec、三安、泰科天潤(rùn)、芯聯(lián)集成等國(guó)內(nèi)外著名SiC生產(chǎn)廠商已經(jīng)開(kāi)始逐步轉(zhuǎn)向8英寸襯底。

8英寸SiC襯底梯隊(duì)加速進(jìn)階

（來(lái)源：TrendForce）

    在此背景下，重投天科規(guī)劃在未來(lái)建立大尺寸晶體生長(zhǎng)及外延技術(shù)研發(fā)中心。公司將與本地關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)室合作，在儀器設(shè)備共享和材料研究領(lǐng)域展開(kāi)合作。此外，重投天科計(jì)劃與主要裝備制造商加強(qiáng)晶體加工技術(shù)的創(chuàng)新合作，并與下游領(lǐng)先企業(yè)在車用器件和模組研發(fā)等方面進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)新。這些措施旨在提升深圳在8英寸襯底平臺(tái)領(lǐng)域的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化制造技術(shù)水平。

    總體來(lái)看，作為深圳半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要聚集地，寶安區(qū)初步形成了包括設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)、設(shè)備、材料在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)鏈，一應(yīng)俱全。IC產(chǎn)業(yè)已成長(zhǎng)為寶安5個(gè)千億級(jí)產(chǎn)業(yè)集群之一。隨著更多項(xiàng)目的落地和產(chǎn)業(yè)鏈的完善，將為寶安譜寫(xiě)“芯”未來(lái)。

    結(jié)語(yǔ)

    以SiC為主要代表的第三代半導(dǎo)體一致被認(rèn)為是在整個(gè)半導(dǎo)體領(lǐng)域中極具發(fā)展?jié)摿Φ募?xì)分領(lǐng)域之一，中國(guó)在第三代半導(dǎo)體有設(shè)備、材料、制造、應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，有望建立全球競(jìng)爭(zhēng)力。重投天科寶安區(qū)的這一項(xiàng)目不僅為本地半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展動(dòng)力，也為國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的前景注入了信心。